автореферат диссертации по философии, специальность ВАК РФ 09.00.01
диссертация на тему: Методологические проблемы разработки систем "человек-машина", ориентированных на решение задач познания и управления

Полный текст автореферата диссертации по теме "Методологические проблемы разработки систем "человек-машина", ориентированных на решение задач познания и управления"

ереванский ордена трудового красного знамени гссударстзеншй университет

О

не. правах рукописи

МКРТЧЯН Ляя Вагановна

уда 331.Ю1.1

методологические проблемы разработки систем "человек-машина", ориентированных на решение задач познания и управления

Специальности: 09.00.01 - Диалектический к исторический

материл*"««

09.00.06 - философ- з вопроси естествознания

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора философских наук

Ереван - 1987

Диссертация выполнена на кафедре диалектического материализма к логики Ереванского государственного университета к в секторе теорэ ткческих и прикладных проблем кибернетики Научного Совета АН СССР по комплексной проблеме "Кибернетика".

Официальные оппоненты: доктор философских наук, профессор

Геворкян Г.А.

доктор <|илософаких наук, профессор Дубровский Д.И.

член-корреспондент АН СССР, доктор физико-математических наук, профессор Схогний A.A.

Ведущая организация: сектор материалистической диалектики Института философии АН СССР.

л

Защита диссертации состоится ^J " ,h aft /I9B8 г., з (Q часов на заседании Специализированного совета Д.СБ5.01.03

прк Ереванском государственном университете по адресу: 375049 г.Ереван, уд.Мравша, I.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ереванского государственного уннвергитеть.

Автореферат разослан " ^ ¿Ь1 К я л^ 1936г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат философских наук, доцгнт к^уУ Utfl&S Оганэсян С.Г.

С •

CJ^m

! овшая характеристика работу

Актуальность темы. Стратегический курс КПСС на перёстройку й обновление общества связан с атмосферой творчества^ которая особенно плодотворна для общественных наук. М.С.Горбачев в своем Политическом докладе ХХУП съезду ЗШСС отмечал: "Время ставй вопрос о си-роком выходе общественных наук на конкретные нужда практики, требует, чтобы ученые-обществоведы чутко реагировали на происходящие перемены в жизни, держали в поле зрения новые явления, делали выводы, способные верно ориентировать практику"

В свете этого положения следует подходить к оценке работ по создают и внедрению в практику упрарления предприятиями и организациями автоматизированных систем управления (АСУ) - важнейшего класса человеко-машинных систем в народном хозяйстве, к разработке и использованию человеко-машинных систем переработки информации.

Назначение человеко-машинных систем на базе ЭЗМ состоит в том, чтобы поднять человеческую деятельность на качественно новый уровень. Однако, несмотря на значительные успехи, многие принципиально важные методологические вопросы человеко-машинного взакмодейстзия остаются неразработанными. Выявление и устранение соответствующих затруднений - необходимое условие повышения результативности машинно-вооруженного познавательного процесса, играющего вахнейауо роль в"процэдур-"х принятия решений и в управлении в -различных сферах. Без теоретического, основанного на диалектико-материалистичэсной методологии, осмысления возникающих здесь проблем - проблем кибернетики и информатики - наука и практика разнизаться не могут. Прогресс в этой области - так же как и в других естественных и технических науках - оказывает обратное воздействие ка диалекткко-матерналистк-ческуа философии, обогащая ее, делая ее более тонким и совершенным орудием анализа и критики текущего исследовательского поиска. Взаимопроникновение естествознания и техяиксзнания, с одной стороны, и философии, с другой, стало в нашей стране реальным фактором - это уже давно не есть только пожелание.

Большинство пользователей испытывают существенные затруднения при работе с ЭВМ. Это делает актуальным создание "комфортного" интерфейса "человек-- комплекса ссг--етст.-;.кк«х црограмлип: и аппаратных средств, делающих ЭВМ доступной для непосредственно использования человеком, являющимся специалистом в конкретной области знания или общественной практики. Продвижение в э-тсм каправ-

1 М.С.Горбачев. Политический доклад Центрального Ко;>/ггета КПСС ХХУП съезду Коммунистической партии Советского Сс\?а, - М., 1965, с.£5. ""

денхк позволит витать особенности реэенжя интеллектуальных задач ряда классов, с!?ирыулировать обоснованные требования к ЭВМ новых поколений. Особо эначкмш«и при это* становится системы, накапливагцие и ис-пользувчиз знания. Такие системы приводят * расяирениь круга пользователей к областей приминания ОЗУ, лсмсгаьт лучпе пенять различные аспекта интеллектуальных задач, особенности.лроцгссов их познания и $ор-ыаянзации. Системы эти основывается на разумном сочетании способностей человека и возможностей что позволяет нримеиячь вычиглительнуь технику для резення таких задач, которые не под силу человеку, не вооруженному средствами "усиления" своего интеллекта. Так возникает новая гносеологическая ситуация - ситуация сбог&сеннд человеческого мышления технически«к устройствами переработки информации, т.е. средствами определенных дздухтигиых и индуктивно-вычислительных процедур.

Цели и задачи сабсты. Целыз работы является выработка методология создания систем "человек-«ааика", ориентированных да реаекие задач познания к унр&ялеккя, с учетом человеческого фактора в инфермациенно-квборнствчосхой сфера, спе:я}жкн мкзлемия человека, рассматриваемой а логическом, методологическом и гносеологический аспектах.

Задача настсядаЯ работы состскт:

- в выявлена* методологического я гносеологического аспектов разработка катодов н программных средств, которые позволяет пользователям, ярсфгссконально не подготовленным для работы с вычислительной системой, тем ей иеное сбрапдаться к кнформадаеншм "усилителям интеллекта" при регекки задач;

- в определении эффективной методологии формализованного представления знаний - в выработхе принципов построения баз знаний и кх адекватной логической организации,- в раскрытии нового "стиля" познавательней работы человека - установлении взаимосвязи баз знаний, закладываемых человеком и информационные структуры, с экспертными системами как орудиями познания и раезирекия'возможностей абстрактного мызления;

- в установлении связей, существующих между теорией аргументации с базами знаний и экспертными системами;

- в осмысления гносеологических проблем, выдвигаемых компьютеризацией, проводимом на конкретном кибернетическом материале;

- в создании интеллектуального интерфейса "человек-машина", который дает возможность поднять на новув ступень работу пользователя с ЭВМ и получение им соответствующих знаний;

- в определении путей целесообразного разделения функций между человеком и вычислительной системой;

- з разработке такой системы диалога "человек - компьютер", которая освободила бы пользователя от изучения деталей аппаратной а прог-

равней частей системы с тем, чтобы он мог работать с ЭЗИ км с •черным юлкой", концентрируя усилия на рвгекнк собственно человеческих познавательных задач;

- в обоснован»* значения процесса обучения «а» необходимого эвена в интеллектуальном интер<{еЯсе "пользователь - мовина".

Б диссертации получены следугсае новые результаты, которые выносятся на задэггу:

обоснована методологическая концепция, охватызасэдя принципы методики и программные средства, позволявшие резко расширить яруг субъектов познания, сбразасозш:* к информатике х испсльзуюлкх ее средства дяя представления, накопления, хранения, обсбэения к использования знаний. Показано, какое преломление получает эта концепция при анализе хгкческих способов представления знаний и разработке концгптуальных схем такого представления.

Выявлены методслогс-гносесяогические аспекты создания экспертных систем и сформулированы принципиальные цуги, приводят к системам, сбесаечивасщии для человека - неспециалиста в области программирования понимание действия таких систем, оцгнку значимости тех результатов, которые они выдают, осознание их возможностей ж ограничений. Такими путями является: выработка эАктивных концептуальных я логических структур представления знаний; обеспечение ¿ункцискирсгания баз знаний, до зазио.гиссти менее зависящее от действий индивидуума; выработка достаточно универсальных средств переработки знаний для регения задач. Овладение этими проблемами - необходимое условие "малиин?>-информационного вооружения* познания и практики.

Раскрыта связь теория аргументации с экспертной системой з базами знаний, вътекаш^я кз тоге, что существенная ксьглснентзкй их яздяэтея дедуктивные и индуктивные прегэдуры, реалязук^еся з ходе диалогического коммуникативного процесса.

Раскрыты основные методологические своГнтва интеллектуального интерфейса "человек-сВМ", дающего возможность субъекту познания эффективно использовать предадут й опыт, относящейся е ^рыухиревге я решенкв задач. В результате осуществляется: проектировал зге стратегии программирования; определение потоков элементов знаний, реализуезе-гося при различных условиях, в виде ферналнзованшг процэдур типа умозаключений; выработка структуры базы знаний; разработка методов хранения и поиска знаний, ах элементов - понятий и сугдеяий; аетода-ка выделения изменяемых и добавляемых фрагментов знаки2 я т.д.

2ти основные результаты базируются на фактическом катер кале: челезеко-малганной сйстеме САПИО - системы автоматизированного проектирования информационного обеспечения, - в разработке которой

участвовал ав?ор, Данная система дает возможность человеку - системному аналитику или конечному пользователю автоматизировать процесс прохождения задач; сна позволяет вносить изменения в описание задач и повторять те или иные этапы решения даже весь процесс в целом, если в ходе решения обнаружились какие-либо обстоятельства, не предусмотренные заранее.

Гносеологическое значение систем, подобных САПИС, как показано в диссертации, состоит в максимально возможном - на данном этапе познания и практики - облегчении "взаимопонимания" между пользователем и той концзптуально-прикладной сферой, из которой происходят постановки решаемых задач, т.е. становится неотъемлемым элементом компьютерно-обеспеченного познавательного процэсса. Система, ориентированная на преодоление трудностей человеко-машинного взаимодействия, способна как свидетельствует опыт СЛПИО, резко увеличить результативность системы управления базой знаний, так как пользователь (например экономист, плановик, инженер, ученый) после ознакомления с системой, которое не требует больших усилий, может самостоятельно обращаться к ее помощи. Это унимает одну из главных методологических и организационных проблем, выдвинутых вторжением информатики в процесс познания и практики, - проблему установления взаимопонимания между конкретным специалистом по данной предметной области и программистом.

В диссертации показано, что одним из основных принципов, которым необходимо следовать, создавая системы типа САПИО, является использование как формализованного, так и неформализованного диалога. Эти типы диалога в информационно-логическом плане рь-::и первый богаче в специфически-кибернетическом плане, второй Оолее значим как определенный способ познавательно-практической деятельности индивидов, ш обладающих программистской квалификацией. Но км общо то, что и тот, и другой вид человеко-машинного взаимод'Чст-вия представляет личности возможность активного воздействия на ход решения задач, управления отдельными этапами решения, выдвижения эспрсссз, носящихся к интересующей ее предметной области, корректирования исходных данных и используемых моделей. Диалог при этом ее; является на естественном кзыке, хотя и по необходимости стандартизованном - не лире "деловой прозы".

3 диссертации подчеркивается важность следующего свойства систем типа САПИО: они позволяют создавать такое мощное средство познания, ¡сак формализованный контур предметной области. Свойство это позволяет человеку, работая в режиме диалога, заранее не формализованного, ранее не подготовленного, достигать цели, форму-

лируя вопросы, которые поначалу могут быть и нечеткими: они уточняются в ходе диалога. При этом диалог дает возможность проводить анализ сложных систем и процессов принятия решений и реалиэовывать некоторые классы расплывчатых алгоритмов, теория которых восходит к работам Л.А.Заде^ и философские аспекты которой в отечественной литературе были впервые освещены Б.В.Бирюковым^.

Естественный язык обладает способностью обогащения, и это неотделимо от его гносеологических функций, в частности функции отождествления и различения вещей и процессов. В этом плане особенно ва-ден феномен синонимии: использование знаковых форм, имеющих одинаковое или близкое значение, предметное или(и) смысловое, позволяет обходиться без определения одного понятия через другие; она, таким образом служит пониманию; "развертывается" де синонимия - как процесс - в ходе обучения (в широком смысле). 3 больасм классе "интеллектуальных" систем, как показывается в диссертационной работе, и реализуется режим обучения, позволяющий обогащать словарную базу за счет синонимов, а это облегчает общение человека с системой как своим орудием.

"Усилительные" свойства систем типа СЛПИО проявляются и в том, что системы эти позволяют управлять решением задач с учетом новых запросов человека, таких его требований, которые не были предусмотрены: не учитывались при постановке задачи; если информация, содержащаяся в вопросе, недостаточна для генерации ответа, ио может быть уточнена, диалоговая система реагирует на это постановкой уточняющих контрвоп^осов. В диалоговом режиме человек может также вводить термины, выражающие новь® понятия, и задавать новые операции Сна основе уже ииевщахся), т.е. обогащу.ь дедуктивную силу человеко-машинной "интеракции". Более того, возможным оказывается поиск наилучших путей достижения стоящей перед человеком цели, з частности, разрешение конфликтных ситуаций определенного типа, а это уг.е выход - пусть еяроккый - в диалектическую сферу противоречий и их разрешения.

В работе показано, что подготовка комплекса задач для решения при помощи систем рассматриваемого типа складывается из трех гно--сеологкчеыси различных типов: первым является разработка логико-

1. Л.А.Зада. Тени нгчетких множеств. Проблемы передачи информация. й.р 1956, т.2, Бна Л.

2. Б.В.Бирико'в. Алгоритмический подход в науке я концепция расдльш-• чатах алгоритмов. Кибернетика я современное научное познание.

М., 1973.

информационной модели комплекса, вторым - построение Сна основе модели) необходимой концептуально-информационной балы знаний, тротьим - выработка функциональной модели и на основе - создание глобальной схемы прохождения задач. Здесь общие закономерности познавательного процесса, выявленные задолго до кибернетики: модели комплекса задач соответствует выдвижение определенной проблемы, информационной модели - построение понятийного каркаса, необходиморо дяя ее решения (потому-то мы и можем называть информационную модель концептуальной), функциональной модели - методы, которые разрабатываются для решения проблемы. В наших рассмотрениях эта общая схема обогащается за счет нового, кибернетико-информационного содержания.

В работе отстаивается тезис, согласно которому естественный н;шк не может быть "элиминирован" ни при коком прогрессе вычислительной техники. Более того, по мере развития автоматических 1-;е;; тв переработки информации, создания все более мощных человеко-машинных систем он будет игра';-' возрастающую роль. Это отчетливо видно на примере САПИО. Языковые средства этой системы базируются на достаточно широком фрагменте естественного языка, что существенно облегчает работу человека с базой данных в диалоговом режиме, внесение исправлений и уточнений в ходе решения текущих задач, а тал-хе формулировку новых задач. С гносеологической точки зрения существенно, что в основе соответствующих языковых средств лежат общие, простые операции, являющиеся аналогами элементарных актов мышления человека - исследователя, экономиста, инженера. На основании этих операций с помощь® различных модификаций строятся более сложные процедуры, близкие процессу естественного мышления.

Коренным свойством человека как индивида, как социального существа, а также человеческих коллективов является "открытость" человека и социальных групп по отношению к внешнему миру, общественной среде. Одним из проявлений этой открытости является чисто человеческая способность к решению задач с нечеткой целевой функцией, неполной исходной информацией и не заданным заранее набором альтернатив - способность, развивающаяся в ходе обучения. В современных экспертных системах возможно "имитировать" отдельные стороны этой открытости. Так, рассмотренная в работе информационная система является "открытой", например, в том смысле, что позволяет использовать стандартное математическое обеспечение ЭВМ, а также подключить различные подпрограммы, написанные прикладным программистом; это можно рассматривать как своего рода "компьютерное моделирование" человеческого обучения, в ходе которого личность или группы личное-

тей осваивают новые кет оды реиения задач и овладей кя сложными проблемными ситуациями.

Человеческий интеллект представляет собой сзерхслояную систему, в которую в качестве подсистем входят структуры, обеспечивающие логическое мышление, речевую деятельность и понимание языка, восприятие и узнавание, принятие решений и планирование действий, осуществление многообразных видов деятельности и многое другое. Говорить о каком-либо "полноценней" моделировании этих структур средствами информатики, конечно, не приходится. Отдаленными аналогами названных зше - и иных - "блоков" интеллекта, приходит к заключению диссертант, являются подструктуры вычислительных систем, относительная автономность которых обеспечивается, в числе прочего, модульным принципом их реализации (система САГОЮ построена именно по этому принципу). Дальнейшее развитие этого принята - а оно несомненно последует - позволит более тесно "стыковать" человека и ЭВМ.

В диссертации раскрываются различные стороны интеллектуального интерфейса, ориентированные на решение задач дознания и управления, з частности, дающие возможность синтеза стратегий при реаении сложных задач. Осмысляются также те гкосеолого-психологичесхие и логико-методологические аспекты информационного взаимодействия человека и ЭВМ, которые связаны с нарастающими темпами компьютеризации.

Теоретическая и практическая ценность. Проведенное исследование приводит к важному выводу: с одной стороны, информационно-ал-горитмяческич концепции сегодняшнего дня позволяет иначе взглянуть на ряд аспектов динамика знания ( и его кетодологического оемнеяе-ния), чем это можно было сделать дс кибернетики, а с другой стороны, научная методология, выработанная логиками предшествующих эпох, помогает лучше оркентчфоваться з тенденциях развития современного знания. Известный афоризм "сознание человека не только отражает объективный мир, но и творят его", выписанный В.И.Лениным в его "Философских тетрадях"1, ныне приобретает реальную форму передачи ЭВМ определенных форм интеллектуального труда. Традигрюнннй подход к использованию ЭВМ, информационных и управляюзях автоматизированных систем требовал от пользователя приобретения специальной квалификации - умения программировать. Особенностью интеллектуального интерфейса "человек - машина", как он реализуется теперь, является ориентация на приспособлении системы к человеческой личности, которая мот ;т иметь самую различную, в тем числе и достаточно низкую, квалификацию в области информатики. Это означает коренное

1 В.Й.Леннн. Полн.собр.соч., т.29, с.194.

- в -

изменение гносеологической функции информационной техники: она становится "общедоступным" орудием "усиления" человеческого познания и обогащения практики, орудием, позволяющим осмыслить новые возможности логических теорий. В этом, как показано в настоящем исследовании, находит выражение один из интересных моментов диалектики дедуктивного и недздуктивного способов расширения знаний.

Традиционный подход, в основном, обеспечивал только процесс ыааиниого выполнения программы,-прямо же "выход" средств информатика на уровень коночного пользователя (специалиста в конкретной области знания или общественной практики) позволяет человеку осуществлять в автоматизированно-диалогическом режиме весь процесс решения возникающих перед ним задач, начиная с возникновения некоторой познавательной либо практически действенной потребности и кончая требуемым результатом, который не всегда полностью формализован.

Предметный мир, в котором действует система "человек-машина",должен быть по необходимости стандартизован. Однако уже интерфейс типа САПКО позволяет обогащать этот мир (миры) в ходе постоянной смены "ролей" человека и ЭВМ. Мы не знаем сегодня, как далеко здесь удастся пройти. Вряд ли, однако, можно сомневаться в том, что прогресс вычислительной техники и программирования, особенно связанный с разработкой ЭВМ пятого поколения, требующих, с одной стороны, существенного обогащения компьютерной логики и форм че.чоЕеко-малкино го диалога, а с другой, определенного изменения в логико-психологическом "поведения" человека, приведет к возникновения "интеллектуальных усилителей", о возможностях которых мы можем ныне только догадываться. Бесспорно, тем не менее, то, что они будут слугами человека, очень "умными" слугами, но не более. Прерогатива окончательная решений и бремя ответственности останется за личностью, коллективом, обществом. В этом - основной философско-теоретическяй вывод, обосновываемый в работе на конкретном материале информатики и логики.'

Практическую прнность исследования автор вида в следующей: когда философски осмысливается задача, стоящая ныне перед советской наукой и техникой, - всемерно развивать электронные вычислительные и информационные системы и комплексы, автоматику, роботостроение - не следует упускать из виду человеческий фактор как решающий элемент роста знания и создания новых технологий. В работе показано, как эта сторона дела может быть практически учтена в типовых рабочих проектах систем "человек - машина".

Реализации результатов исследования. Предложенные агтором принципы исследования и проектирования "интеллектуальных" систем были использованы при реализащ.л крупшх АСУ, построенных на базе стандартных технических и программных средств ЕС ЭВМ. Предложенные в работе методы, алгоритмы, интеллектуальный интерфейс "человек-ЗВ5Г - С/иШС позволили сократить затраты на разработку программ, улучшить их качество, ускорить внедрение АСУ в различные области народного хозяйства.

Материалы диссертации могут использоваться при разработке курсов логики и методологии науки, по применению информатики в философии; они могут быть применены в работе сети методологических семинаров научных учреждений и вузов.

Положения диссертационного исследования отражены в рабочем проекте вычислительного центра коллективного пользования "Система автоматизированного проектирования информационного обеспечения", являющимся типовым проектным решением (типовые проектные решения СТД-09.004, ТПР редакция 1-82); в технорабочих проектах, созданных з Центральной научно-исследовательской лаборатории систем управления г.Ереван, во Всесоюзном научно-исследовательском институте управления угольной промышленности и во Всесоюзном научно-исследовательском и проектном институте автоматизированных систем управления Госагропрсма СССР.■

Модели и алгоритмы САПИО, разработанные на основе полученных з диссертаци™ результатов и созданные непосредственно автором, сделали ЭВМ доступной для непосредственного использования пользователями Главного управления материально-технического снабжения Армянской ССР и Министерства местной промышленности республики, Главного информационно-вычислительного центра угольной промышленности (г.Прокопьевск), объединения "АЗОТ" (г.Кемерово), Госксмсельхозтехники ■ РСФСР и Госагропрсма РОЕСР.

Методологической оснозой исследования являются положения диалектико-материалистической философии о единстве формы я содержания мышления, интеллектуальных процессов и их зкаково-лингвистического представления^, а также положения о математике как "абстрактной науке, занимающейся умственными построениями являющимися отражениями реальности"", и о формальной логике как представляющей собой "прежде всего метод для отыскания новых результр-

1 К.Маркс, Ф.Энгельс. Соч., 2-е изд., т.З, с.448.

2 К.Маркс, Ф.Энгельс. Соч., 2-е изд., т.20, с.529.

-Готов, для перехода от известного к неизвестному"^. Эти положения ориентируют на разумное сочетание формальных и неформальных методов познания, на "сопряжение" вычислительных и дедуктивно-логических возможностей ЭВМ, с одной стороны, и опыта, интуиции отвечающего за свои действия человека, с другой, указывают принципиальный путь к значительному повышению эффективности автоматизированных информационно-управляющих систем.

Опираясь на материалы ХХУП съезда !ПСС^ диссертант сосредотачивает внимание на решающей роли человеческого фактора в управлении и познавательной деятельности и т.п., а также обосновывает концепцию, согласно которой управление и познание всегда подразумевают активность личности и (или) коллектива, ставящих перед собой определенные цели и добивающихся их осуществления; это необходимо потому, что вопрос о роли человеческого фактора - это, по существу, вопрос о природе социализма как общественного строя, открывающего простор для творчества, инициативы огромных масс людей, утверждающего во всех социальных сферах подлинно человеческие отношения. Эта мысль была ведущей при осуществлении данной работы. В связи с этим в диссертации критикуется бытующее на Западе мнение о том, что человек, будто бы, теряет ведущую роль в управлении и переработке информации, что эта роль все более переходит к компьютерам, которые "вытесняют" человека из познавательнсго и управленческого процессов. Несостоятельность подобных взглядов с диалектико-материалистических позиций очевидна.

Нале исследование базировалось также на анализе отечественного и зарубежного опыта, накопленного в области логики и методология науки, кате&атккк, кибернетики, психологии, лингвистики. Помимо работ "первопроходцев" кибернетики и информатики - Н.Винера, Б.Ф.Ломова, Л.А.Ляпунова, А.К.Берга, А.Н.Колмогорова, В.М.Глушкова, Дк.фон Неймана, У.МаКтКаллока, У.Р.Зшби, мы опирались также на публикации Б.В.Бирюкова, Г.А.Брутяна, В.М.Брябрина, А.П.Ершова, П.В.Копнина, Л.Т.Кузина, Г.С.Поспелова, Д.А.Поспелова, А.А.Стогння, 0.1С.Тихомирова, Э.Х.Тыугу, В.С.Тюхтина, В.Л.Зшиейна, а из зарубежных ученых - Д&.Вейценбаума, Т.Винограда, Х.Дрейфуса, Л.Заде, Н.Нильсона, Дк.Маккарти, Дк.Мартина, М.Минского, Э.Ханта и др.

1 Я.Маркс, Ф.Энгельс. Соч., 2-е изд., т.20, с.138.

^ М.С.Горбачев. Политический доклад Центрального Комитета КПСС ХлУП съезду Коммунистической партии Советского Союза, - М., 1906, с.12.

3 диссертации нашли отражение методы "искусственного интеллекта", распознавания образов, исследования операций, математической логики, методы и средства обработки информации а моделирования процессов с помощью ЭВМ (аналитические я имитационные модели). Специфика нашего изложения состоит в таком соединении рассмотрений на основе ди-ътектико-материалистической философии с конкретными информационно-кибернетическими разработками - при ведущей рола философской методологии.

Апробация работы. Основные идеи и результаты работы догладывались и обсуждались на 1У Международной объединенной конференции по искусственному интеллекту (Тбклиси-1975), яонфзрекцин по чело-веяо-мапикньм обучающим системам (Телави-1979), Всесоюзном совещании "Автоматизация проектирования систем управления" (Суздаль-1979), Всесоюзном научно-техническом совещании "Проблемы создания и использования высокопроизводительных информационно-вычислительных малин" (Кшинев-1979), 17-ом Международном симпозиуме "Прйме-нение ЭВМ и математических методов з горном деле" (Москва-1962), научно-исследовательском семинаре по логике и методологии науки -МГУ (Москва-1982), Всесоюзной научной сессии, посвяценной Дню радио (Москва-1983,1985), Всесоюзном научно-техническом совещании "Проблемы я перспективы передачи и телеобработки данных" (Ккза-нев-1963), П-ой Всесоюзной конференции "Банки даккьа" (Талхенг-1933), Сбщеиосковсхои семинаре "Экономическая информатяка" (Ыосз~ ва-1985).

Сбъеы к структура работа. Диссертация состоит из введения трех глав и заключения. Основное содержание изложено на 281 иааш-нописшх страницах. Список литературы включает 261 наименований ка русском, английском и немецком дзккал.

СОЯЕРНАЕЙЕ РАБ01Ы

Во введении. обоснована актуальность работы, определены ее цели, показана научная новизна, излагаются ее методологические принципы, показывается практическое значение полученных результатов.

Первая глаза - "Формализованное представление знаний з контексте информатики: формальное и неформальное в аргументации и диалоге" - состоит из пяти параграфов.

В первом параграфе - "Эволюция систем переработки знаний" -анализируется история средств обработки информации и рассматривается гносеологическая сторона дела. Анализируя понятие базы данных,

диссертант показывает, что информационная база является формой системного знания, созданной человеком и служащей ему в качестве модели некоторого сложного объекта, процесса, системы объектов и т.п.; модель эта предназначена для использования пользователем - человеком, решающим задачу управления данным объектом, предметной системой или процессом. Поэтому в базе данных хранятся знания о больших объемах фактов, относящихся к данной предметной области, причем в таком вида, что их можно было использовать при ответах на вопросы, касающихся этой области. Однако при этом остается трудность логического выведения ответов на основа фактов, хранящихся в базе данных (базе знаний). Далее, для восприятия системой запроса и вывода ответа может потребоваться информация, выходящая за рамки тех знаний, которые явным образом представлены в базе данной предметной области; часто бывает необходимо использовать достаточно известные человеку сведения, которые, однако, не фигурируют в соответствующей базе. Эти вопросы более полно освещены в последующих разделах диссертации.

Во втором параграфе - "Мини-мир и его информационное отображение" - показывается, что на определенном этапе развития человечества, если брать это развитие з информационном аспекте, возникло противоречие между растущими знаниями и способностью их усвоения человеком. Но человечество выработало средства, позволяющие преодолевать это противоречие, причем эффективность этих средств возрастает по мере прогресса производства, науки и техники. Основной путь преодоления противоречий менду постоянно возрастающими объемами знаний и ограниченностью памяти и других познавательных способностей человека, ныне связан с автоматизацией переработки информации, т.е. созданием информационных систем с применением ЭВМ.

Функций,'реализуемые информационными системами, весьма разнородны по своему характеру. На логическом уровне проблемы организации базы данных (базы знаний) я ее обработки - это центральный проблемы в теории информационных систем. Организация баз начинается с получения знаний об определенной предметной области. Чтобы подчеркнуть ограниченный характер описания этой области (в котором отражается только часть свойств и взаимосвязей выделенной совокупности объектов), часто говорят об описаний кини-ыира.

По существу, мини-мир - это "окно", через которое конкретная информационная система "видит" определенную часть действительности. В разных системах об одних и тех же объектах хранятся, вообще гово-

- и -

ря, разные сведения. Поэтому для создания автоматизированных информационных систем особое значение приобретают средства преобразования форм, в которых представление о соответствующем мини-мире, сложившееся в индивидуальном человеческом сознании, выступает как формализованное и согласованное описание. Система таких описаний, получила название информационной структуры или средств информационно-логического представления мини-мира. В параграфе показано, что одной из основных проблем, возникающих при структурировании информационной базы, является получение от будущих пользователей достаточно 'полной информации с ирлях их познавательной либо практической деятельности и о задачах, которые они будут решать, используя проектируемую базу. Эти сведения должны позволить создателям информационно": структуры сделать ее достаточно эффективной.

Возможны два пути создания баз, выражающих знания о некоторой предметной области. Первый путь заключается в "априорной" разработке максимально полной семантической сети, описывающей рассматриваемую область в целом и учитывающей лишь общие закономерности, связанные с задачами, которые с ее помощью предстоит решать. Второй путь состоит в том, что отображение предметной области строится как совокупность баз отдельных комплексов задач, исходя кз их формулировок. 3 диссертации раскрыты преимущества и недостатки этих двух путей.

Разбивка "осваиваемой" предаеткой области в соответствия с "перечнем" зрпдч позволяет четко разграничить виды деятельности человека, благодаря чему уменьшаются трудности его лроактно-позна-вательной деятельности и, как следствие этого, упрощаются реализации на ЭВМ соответствующих процедур.'

Разбивка комплекса проблем управления организацией информационной структуры с целью реализации задач, которые не зазясят друг от друга, нередко требует получения одних и тех' же знаний для множества разках задач, а это приводит я избыточности как информации, так и некоторых процедур ее обработки. Поэтому в работе предлагается идти по пути создания специальных средств, обеспечивающих анализ данных, выводимость информации и устранение ее избыточности

В третьем параграф? - "Базы данных, коммуникация и аргументация" - указывается, что использование баз, реализуемых с помощью средств современной информационной технологии, в новом сЕете высвечивает проблему коммуникации и аргументации. В автоматизирован-, ккг янформационнкз структуры, в техническом плакз основанные на использовании ЭВМ, включаются познавательнее достжения и разра-

ботческий опыт многих людей. Решая задачи с помощью подобной информационной технологии, люди-пользователи вступают в общение с 08М. Общение это двустороннее: те, кто обращаются к ЭВМ, обогащают свои знания о данной области и в свою очередь систему, содержащую ЭВМ, знаниями которых в ней о данной предметной области нет. Диалогическая форма работы с системой делает ото общение зримым. В этой свя.~>й в диссертации рассматриваются вопросы, касающиеся коммуникации между людьми и процессов аргументации, с помощью которых люди воздействуют на знания, убеждении и поведение друг друга.

Существует взгляд, согласно которому естественной формой аргументации является диалог. Обосновывается он тем, что каждый участник диалога в его ходе предлагает свои аргументы и подвергает критике аргументы другого участника диалога. Этот процесс, в идеале, продолжается до тех пор, пока обе стороны не найдут компромиссного решения. Г.А.Брутян^ при рассмотрении форм аргументации проявляет более дифференцированный подход и приходит -к выводу, что при диалогической форме аргументации не обязательно наличие двух сторон. Одна из сторон может выступать потенциально. Диалог является выражением аргументации и его внешней формой, внутренняя кэ форма представляет собой цепь доказательств и опровержений, с помощью которых аргумектатор стремится к достижению своей цели. Процесс научного поиска являет собой чередование шагов анализа проблемной ситуации, синтеза, "генерирования" идеи относительно пути решения исследуемой проблемы; на каждом очередном этапе этого поиска достигается большая глубина познавательного процесса, учитывающая опыт, приобретенный на предыдущих этапах и подсказывающий новые направления разработок. И на каждом из этапов описанного процесса исследователь в существенной мере опирается на аргументированный аппарат логики: этого требует порождаемая мысленная модель проблемной ситуации. Эффективность и продуктивность всей последующей работы во многом предопределяется верностью подходов и результатов, полученных на данном этапе. Поэтому, вслед за Г.А.Брутяном, исходя из всеобщности процедур логического вывода, можно утверждать, что аргументация, в принципе, это процесс, во многом единообразный для различных предметных областей. Вместе с тем различные области придают процэссу аргументации свою специфику.

Дело в том, что характер рассматриваемых объектов, образуемых из нкх классов, свойств объектов и отношений между ними на ыо-

1 Г.А.Брутян. Аргументация. Ереван. 1984.

жет не накладывать определенный отпечаток на природу аргументации. Поэтому типология процессов аргументации не представляет собой завершенного целого - она меняется - обогащается - в рамках проведенной уже классификации аргументационных форм. При всем том, однако, мо^но быть уверенным в том, что несмотря на специфичность проявлений аргументации применительно к той или иной области, она сохраняет некие общие свойства, совокупность которых дает право характеризовать некий способ рассуждения именно как аргументацию. В работе показано, что этот взгляд справедлив и в отношении аргументации в рамках человеко-машинных систем. При диалоге "человек-ЭВМ" аргументация выступает как с ределенная "остановка" объяснения на некотором его уровне, а какой это уровень - нижний, в пределе, или какой-либо "промежуточный" - это зависит от информационной потребности и интеллектуального уровня человека, работающего с ЭВМ. Процесс аргументации а данном случае имеет свою специфику, не теряя при это;., черт, общих с аргументацией в "челозеко-че-ловеческих" системах.

В четвертом параграфе - "Базы знаний, их логическая структура" - обсуждается понятие знания как одного из основных понятий гносеологии и методологии науки. К логической и эвристической "обработке" носителей знаний - понятий (классов объектов) и суждений (высказываний, предложений) постоянно прибегает человек в своей повседневной и профессиональной деятельности; здесь он спирается на знания, накопленные опытным или теоретическим путем, ка сведения о связях между свойствами состояний фрагментов реальности и возможными успешными действиями в контексте этих состояний. Проблема заключается в объективации соответствующего гносеологического процесса с тем, чтобы нужные'знания могли быть введены з ЗЗМ и образо-зали з ней базу знаний по возможности более ийрскув, "универсальную". -

В диссертации под базой знаний понимается информационная система, имеющая дело с логически организованными текстами я числами. Тексты образуют большие массивы информации, в которых текстовой материал обретает форму фактов, для которых имеются спреде-. ленные правила манипулирования. Существенная черта базы знаний -наличие механизмов логического и эвристического вывода, позволяющие получать новое знание на основе -имеющегося, а также удобных средств ведения диалога "человек-информационная система". Существенно и наличие в системе средств, позволяющих человеку обновлять и обогащать объективирование в системе знания. И - это уже дальнейший существенный шаг - в систему может быть заложена способ-

ность учитывать возможную нечеткость понятий и неполноту информации, несомой суждениями. Таким образом, подчеркивается в диссертации, база знаний оказывает такую помощь человеку-пользователю, решающему определенный круг задач, котсрую невозможно получить от традиционной информационно-вычислительной системы.

В диссертации обосновывается тезис, согласно которому база знаний не может быть разработана сразу, целиком. Сначала определяется первоначальное множество объектов, фактов и связей, затем выполняется необходимое число итераций - актов введения новых информационных единиц и информационных агрегатов, а также выделяются три основные задачи, которые нужно решать при создании базы. Первая задача - это выбор формы представления знаний с тем, чтобы ЭВМ могла эффективно манипулировать ими и чтобы при этом знания оставались понятными для человека; вторая запись - это сбор знаний в выбранной ферме, проверка их на непротиворечивость и полноту; третья задача - это выработка аппарата логического вывода.

Представление объектов в ЗЗМ является сложной и трудоемкой проблемой. Они представляются в ЭВМ в виде символов. Качество символьных представлений складывается из следующих характеристик: существование, полнота, уникальность, единственность, независимость. Представления объектов могут быть структурированными: требовать в памяти системы нескольких подполей для обозначения одного и того же объекта. В диссертации показано, какую роль в представлении знаний на современном этапе играют методы, основанные на понятиях (и аппарате) тезауруса, семантической сети и фрейма.

В последнее время адекватной стала проблема сопоставительного анализа формального описания выразительных возможностей (и адекватности) различных схем представления знаний; разрабатываются различные логические формализмы, позволяющие сравнивать разные схемы представления знаний и оценивать пригодность для этого тех или иных логических исчислений. Однако при всем разнообразии содержащихся в этих исчислениях выразительных и дедуктивных средств, приходится констатировать, что отправным в представлении знаний в информационной базе остается запись в виде правил или отношений типа: "Ситуация А - действие В" или "Еслч А, то В",, где А есть факт или признак, характеризующий некоторое условие, а В указызает на действие или заключение, соответствующее по опыту специалиста данной ситуации.

В пятом параграфе - "Экспертные системы как орудие познания" - указывается, чте назначение человеко-машинных систем состоит в использовании вычислительной мощности компьютера для того, чтобы поднять человеческую деятельность на качественно новый уровень.

Однако, несмотря на значительные успехи, многие вопросы человеко-машинного взаимодействия остаются нерешенными. Выявление и устранение соответствующих затруднений - необходимое условие повышения результативности малшнновооруженного познавательного процесса, играющего важнейшую роль в процедурах принятия решений и в управлении в различных сферах. Без теоретического, основанного на диалектико-материалистической методологии, осмысления возникающих здесь проблем, - проблем кибернетики и информатики, подчеркивается в работе - наука о процессах управления и переработки информации развиваться не может.

До сих пор информационные системы как орудие "усиления" интеллектуального труда создавались по принципу "жестко-алгоритмической" методологии. Чтобы такие системы работали для каждой массовой проблемы разрабатывается подходящий алгоритм. Для создания подобных алгоритмов необходимо располагать полной исходной информацией о соответствующей проблеме и о классе решаемых задач. Этот путь часто связан с большими трудностями, и в результате многие важные классы задач человек не может передать машине. Один из. способов преодоления (или обхода) этой трудности связан с экспертными системами - информационными система}.™, реализованными на основе,ЭВМ, содержащими созданное человеком организованное знание о той или иной области познания или деятельности, приспособленные к работе в режиме диалога и играющие роль своего рода "советчиков" человека. Такого рода системы могут выступать в роли компетентного и сравнительно недорогого эксперта - эксперта, которого хотя и надо, вообще говоря, "по-человечески" проверять, но "услуги" которого во многом уникальны.

Экспертная система представляет собой специализированную систему, которая с помощью ЭВМ осуществляет решение определенных задач (в большинстве своем сводимых к опознающей деятельности) на основе профессионально ориентированных знаний, взедек их в нее соответствующими специалистами. Самая общая характеристика подобных систем - ее можно найти у многих исследователей - состоит в том, что экспертная система' есть искусственная информационная система, способная в данной предметной области эффективно заменить человека-эксперта (не снимая, разумеется, с него ответственности за принимаемые решек т).

Одним из основных компонентов экспертной системы является база знаний - информация о какой-либо области, реализующаяся в

форме суждений о ее объектах Со "фактах") и о связях между объектами и суждениями (об "отношениях"). Но кроме базы знаний существенным компонентом экспертной системы являются средства вывода. Именно они непосредственно служат для получения ответов на вопросы пользователей; в простейшем случае - это поиск нужных фактов в базе знаний, в более сложных - выведение такого ответа, которого в базе знаний в явном виде нет. Здесь существенной оказывается логика, заключенная в экспертную систему.

В современных экспертных системах способы решения задач определяются правилами, которые могут рассматриваться как операторы типа: "Если выполняется определенное условие, то осуществляется такое-то конкретное действие или производится соответствующий вывод"; действия, предписываемые этим операторам, выполняются, если входные данные или данные, полученные в результате выполнения предыдущего правила, удовлетворяют условиям "срабатывающего" текущего правила (оператора). Выполнение подобных операторов во многих случаях требуют обращения к средствам логического вывода. Эти средства могут иметь различный характер - детерминированно-вычислитель-ный, дедуктивный, эвристический. Диссертант показывает, что наиболее интересны такие экспертные системы, в которых для получения сведений, справок и консультаций, интересующих пользователя, используется совокупность некоторых эвристических правил обработки -анализа и обобщения - информации. Чтобы иметь возможность приложения накопленных знаний к решению конкретных задач, экспертные системы должны обладать таким набором процедур вывода, которые содержат не только обычные правила логики, но и эвристические приемы, такие, как рассуждение "от конца к началу", т.е. приемы движения от цели к условиям ее достижения.

Дня того чтобы экспертные системы стали подлинными "интеллектуальными слугами" человека, необходимо выполнение трех условий гносеологического и методологического характера. Во-первых, надлежит выработать эффективные концептуальные и логические структуры представления знаний, обеспечивающие требуемую манипуляцию данными - носителями знаний. Во-вторых, надо добиться того, чтобы функционирование баз знаний, будучи автоматически реализуемым, как ■ можно менее зависело от действий конечного пользователя. В-третьих, следует стремиться к выработке достаточно универсальных средств переработки знаний - созданию логически мощных "решателей задач".

Известно, что информация с которой имеет дело человек - эксперт, зачастую является неоднозначной или неточной. Дня того, что-

бы экспертная система могла работать в подобных условиях, факты в ней можно сопровождать весовыми коэффициентами, а пользователь -в ответ на запрос системы - мог отвечать не только "да" или "нет", но также и "возможно", "неизвестно" или "вероятно, нет".

Можно считать, что созданный с участием автора этих строк интерфейс "Человек-ЭВМ" САПИО имеет ряд описанных вьпе важных свойств экспертных систем, а именно: она обеспечивает работу с системой профессионально неподготовленного конечного пользователя; позволяет вести диалог на (ограниченном) естественном языке, причем имеется аппарат обучения как системы, так и пользователя; реализует выводимость необходимой информации к управление ходом решения задач и др.

В диссертации отстаивается тезис, согласно которому увеличение гибкостк экспертных систем в перспективе может качественно изменить познавательные возможности человека, выступив мощным средством накопления и синтеза знаний. Знания аккумулируются в информационных базах в результате решения конкретных задач; они постепенно вводятся в систему, причем производится их тестирование, коррекция возможных з них ошибок, заполнение пробелов в информации, обобщение полученных результатов к т.п.

В шестом параграфе - "Автоматизированные системы управления и принятие решений человеком. Аспекты аргументации" - отмечается, что ЭВМ возникли прежде всего как средства автоматизации сложных и трудоемких вычислений. Автоматизированная система управленияСАСУ) представляет собой совокупность административных и экономико-математических методов, вычислительной техники и средств связи, позволяющих осуществлять оптимальное и эффективное управление в условиях новой системы планирования и экономического стимулировашя. Основная цель разработки и внедрения АСУ - обеспечение наилучшего использования материальных и трудовых ресурсов, улучшение технкко-зкокомпческхос показателей работы соответствующей отрасли. При разработке и использовании АСУ учитываются результаты пс дологического анализа человеческой управленческой деятельности.

В данном параграфе показано, что новее поколение средств аз-^ томаткзированной обработки информации б сфере управления позволяет решать как традиционные для этой.области задачи, так и новые, до сих пор ке возникавшие. Первое, что изменилось з настоящее время, - это уровень пользователе "5 автоматизированных систем: если раньзе это были только специалисты, решающие конкретные задачи, то сейчас к ним относится и управленческий персонал. До самого последнего времени управляющий персонал работал с автоматизиро: гиннми

системами через посредников - с новыми системами он, по-видимому, будет работать самостоятельно, без обращения к программистам.

Важной проблемой, рассмотренной в данном параграфе, является вопрос об условиях и границах автоматизации, о том, какие именно функции человека следует передавать малине.

В диссертации показано, что управление - исключительно сложная форма интеллектуальной деятельности. Оту деятельность можно расчленить на отдельные операции и какие-то из них, в особенности связанные с переработкой информации, "поручить"машине. Но информационно-вычислительные системы не "заменят" человека даже при самой высокой степени автоматизации; ЭВМ предназначены не для "вытеснения" человека, а для того, чтобы освободить его разум от.однообразных, утомительных умственных операций. Специалисты, с которых снята рутинная деятельность, получают возможность заниматься творческой работой, решением стратегических управленческих задач.

Управление всегда есть принятие решений - для него типичны такие состояния,_ которые требуют выбора. Процесс, представленный в виде линейной последовательности состояний и.лишенный фактора выбора, не является в собственном смысле процессом управления.

Вторая глава - "Человеко-машинная система и абстрактное мышление" - состоит из семи параграфов.

В первом параграфе - "Алгоритмизация и программирование как фиксация результатов абстрактного мышления" - отмечается, что с переходом от поколения к поколению расширяются "интеллектуальные" возможности ЭВМ. Подчеркивается, что планируемые супер-ЗЗМ позволят сосредоточить усилия на том, чтобы научить компьютер выполнять многие виды работ, считающиеся ныне чисто человеческими - избавит людей от значительной части "механического" умственного труда. "Супер-компьютеризация" приведет к тому, что все меньшее число людей будет выполнять "рутинную" работу. Станет возможным более активно использовать возросшие возможности промышленных роботов с гибким поведением, создать мощные "интеллектуальные" системы автоматизированного проектирования и программно настраиваемые, перестраиваемые и самонастраиваемыз технологии. Широкие социальные последствия появления ОЗМ пятого поколения, отмечается з работе, еще недостаточно обсуждаются специалистами и ппгаокой общественностью, хотя потребность в таких обсуждениях назрела.

Опыт использования ЗЗМ в течение нескольких десятилетий позволил разработать метода реианая задач, которые ныне могут рас-

сматриваться как традиционные; использование ЭВМ началось с вычислений, для которых наука уже располагала соответствующими алгоритмическими процедурами.

Алгоритмы, которыми располагали математики до "компьютерной" эры, были написаны на математическом языке, предназначенном для человека. На этом языке строились все более и более мощные алгоритмы, охватывавшие все более широкие классы задач. Однако на этом пути возникли трудности, которые начали осознаваться лишь в нашем веке. Они породили подозрение, что не для всякогг класса задач возможно построение решающего их алгоритма. Так возникла проблема алгоритмической разрешимости - неразрешимости того или иного класса задач. Ставилась она не в том смысле, что некоторый алгоритм лишь пока не найден, а в будущем может быть открыт, а з плане возможности того, что он никогда и никем не будет найден, что .он принципиально невозможен.

Доказательство неразрешимости тех или иных классов задач делает излишними трудоемкие поиски алгоритмов их решения. Одаако если показано, что алгоритм для всего класса задач найти невозможно, это не значит, что ни одну из входящих в него задач решать нельзя. Для тех или иных подклассов класса задач, являющегося алгоритмически неразрешимым, алгоритмы могут быть наедены. Если жэ для данного подкласса тоже принципиально нельзя отыскать алгоритм, то задачи можно решать путем подыскания индивидуальных способов решения отдельных задач.

При программировании - подобно логике и математике - важнейшей функцией абстрактного мышления является раскрытие сущности вещей. Для обозначения "сущностей" требуются знаки; с их помощью выратл-ются свойства отношения, операции и т.п. любой степени слогностл. Знак языка программирования, отмечается в работе, моает заменить и сложный образ, непосредственное оперирование которым для мышления невозможно. Объект программирования, разумеется, нэ "навязывает" алгоритмическому языку - языку программирования высокого уровня - своего названия, имя объекта по отношению к объекту 15 его образу произвольно. Такой характер знаков алгоритмического языка позволяет им гибко выполнять роль орудия абстрактного мышления и фиксации его результатов.

Первоначальное составление алгоритма представляет собой творческую работу. Человек, создающий алгоритм, приводит в дгйс?-вие все свои сбразные, мыслительные и эмоцконаяьно-волзвые способности: воображение, силу предвидения, логику; он проводит тонка:!

анализ проблемы и осуществляет синтез ее концептуального отображения; ему нужна усидчивость и внимание; работа волнует, вдохновляет или раздражает его. Программирование - мощный источник как положительных, 'так и отрицательных стрессов. Ибо при программировании приходится решать - каждый раз заново - много сложных вопросов, например, определять общую организацию программы, способ размещения исходных данных и промежуточных результатов счета в памяти системы и т.п.

Рассмотрение вопроса об алгоритмизации мыслительных действий человека и их "реализации" на ЭВМ имеет первостепенное значение для теории познания, так как нет такого вида познав тельной деятельности, который не был бы как-то связан с действием, с определенным порядком выполнения умственных и реальных операций. Философский анализ этого вопроса, отмечается в работе, имеет важное значение и для выяснения возможностей моделирования функционирования человеческого мозга - и в первую очередь мышления - с помощью ЭВМ.

Средством фиксации любых мыслительных действий человека при помощи алгоритмов являются языки - естественные (звуковая речь, письменный язык) и искусственные (символический язык математики, язык чертежей, языки программирования и т.д.). Человеческий мозг как орган мышления фиксирует те или иные мысли при помощи определенных состояний элементов мозга и языка. Когда звуковая речь "перекодируется" в письменную, мысли не "исчезают" - человек моих забыть, но они зафиксированы на бумаге, представлены зна-яааге алфавита того или иного языка. В качестве знаков, фиксирующих мысли, могут выступать и состояния элементов ЭВМ, так как перекодирование выражений, записанных в алфавитах любых языков, на малинный язык в принципе всегда возможно.

;&тод моделирования дает возможность сбора информации об изучаемом. явлении я постановки эксперимента - это позволяет выявлять закономерности иобобщать их. Однако е случае сложных процессов создание модели путем непосредственного наблюдения объекта невозможно или почти ^возможно. Приходится предварительно формализовивать процесс Такая формализация происходит постепенно, по этапах,?. Поэтапно ае происходит и фиксация ее результатов. Так получается несколько описаний изучаемого объекта, которые отличаются зйзиду.собой степенью формальности, строится содержательное описание процесса, переход от него к формализованной схеме и, наконец, составление модели. Эти этапы, естественно, не всегда четко раз-

делены, их разграничение часто бывает условным. Но оно, подчеркивает диссертант, достаточно полно отражает последовательность тех действий, которые накопила реальная практика моделирования сложных процессов.

Во втором параграфе - "Синтаксическая и семантическая модели" -рассматривается модельная схема поведения программиста, которая строится на базе эмпирических соображений и используется для формулирования полезных гипотез.

Отмечается, что любая модель (гипотеза) поведения программиста должна учитывать такие основные моменты деятельности по программированию, как понимание стоящей перед программистом проблемы, составление программы, ее отладка, т.е. нахождение ошибок в ней и их устранение, тестирование и модификация - изменение заданной программы так, чтобы она была предназначена для выполнения нового задания; наконец, программистская деятельность предполагает обучение - овладение новыми знаниями в области программирования.

В диссертации показывается, что в хамяти опытного программиста хранятся обширные многоуровневые - семантические и синтаксические - знания о понятиях и методах программирования. Семантические знания - это знания, которые относятся к общим, важным для программирования понятиям, но не связанные с определенным алгоритмическим языком. В такого рода знания входят определения понятий нижнего, среднего и высокого уровней. К понятиям нижнего уровня относятся, например, понятия об операторе присваивания, типах данных и т.д.; к понятиям среднего уровня - понятия о суммировании массива, поиска максимума функции, двоичном поиске, методах сортировки и слияния массивов и т.д. Бодае высокий уровень требует дополнительных семантических знаний, скажем, относящихся к статистическому анализу численных и нечисленных данных. Эти знания извлекаются из опыта работы программиста я из руководств по решению задач по программированию. Они представляют собой общие содержательные представления и не зависят от конкретных языков или средств программирования, например, пакетов подпрограмм.

Синтаксические знания точнее, подробнее и относительнее, чем семантические. Они воплощаются, например, в условных операторах, операторах присваивания, именах функций и т.д. Для приобретения синтаксических знаний существенно наличие соответствующих знаний семантического характера. Обычно трудно изучить язык программирования высокого уровня, если человек до этого не был знаком с языками программирования; второй подобный язык осваивается относи-

тельно легко. Это объясняется тем, что впервые изучая подобный язык, приходится одновременно приобретать знания по семантике, изучение же второго языка требует только овладения новым синтаксисом.

Семантические знания в области программирования приобретаются в процессе актуализации интеллектуальной потребности в осмысленном овладении материалом, включая решение соответствующих задач и изучение руководств, помогающих закрепить и усвоить новые понятия на основе уже имеющихся знаний. Что касается синтаксических знаний, то они носят инструктивный характер, их усвоение зачастую носит "механический" характер и плохо "стыкуются" с уже понятой семантикой. Приобретению новой .синтаксической информации могут препятствовать ранее сложившиеся синтаксические стереотипы.

В третьем параграфе - "Информационная и функциональная модели проблем" - описывается человеко-машинная система САПИО, а затем приводится общая методика построения информационной и функциональной модели решаемых задач и ее использование в предлагаемой системе.

Чтобы показать место САПИО в автоматизации процессов решения задач АСУ, рассматривается структура этого процесса и функции САПИО на отдельных его этапах.

САПИО предназначена для автоматизации стадии реализации задач и частично стадии их практического применения. В практике разработки задач АСУ разные стадии зачастую выполняются различными коллективами разработчиков. Наличие единой системы с широких) комплексом языковых средств существенно облегчает общение между разработчиками на различных стадиях решения задачи. Кроме того^на_____

этапе реализации 'задачи" применение системы делает ненужным разработку индивидуальных программных средств, благодаря чему создается возможность реализации задачи непосредственно ее постановщиками. Вместе с тем использование последними языковых средств системы для описания задачи в некоторых случаях позволяет совместить этапы формализации и реализации. Предусмотренные возможности диалога пользователя (заказчика - сотрудника аппарата управления) с ЭВМ позволяют оказывать активное воздействие на задачу в процессе ее решения, вплоть до корректировки ряда расчетных процедур в зависимости от целей, возникающих на стадии эксплуатации. _

В четвертом параграфе -"Методология "покрытия" предметной облает» задачами" - излагается методика, при которой производится поэтапное описание предметной области нг ее информационное покрытие

совокупностью баз данных, которые строятся, расширяются и корректируются на основе рассмотрения конкретных задач; применение такого подхода необходимо в- тех ситуациях, когда не может быть построена единая информационная модель предметной области в целом. При этом учитывается возможность возникновения потребности как в новых базах, так и в модификации существующих, описывающих часть рассматриваемой предметной области. В последнем случае возникает необходимость количественных оценок ряда характеристик баз с целью определения возможности выполнения тех или иных операций по их модификации.

Все логические процедуры перестройки системы^баз данных в рамках заданной предметной области на ряде этапов требует активного участия людей - разработчиков отдельных задач и потому реализуются в рамках диалогового режима. Диалог является эффективным средством структуризации систем информационного обеспечения, позволяющим включать вновь создаваемые информационные структуры в существующую схему обработки информации.

В пятом параграфе - "Закономерности процесса решения задай и управления решением" - указывается, что весь процесс решения задачи можно разбить на четыре этапа: построение информационной модели задачи; автоматизированную разработку структуры (и макроструктуры) базы данных на основе этой модели; создание физической басы данных на основе созданных информационных структур; выработку функциональной модели задачи; и выполнение расчетов в 'соответствии с функциональной моделью.

Опыт показывает, что средства, представляемые САПИ0, фактически дают возможность разработчику в подавляющем большинстве случаев построить функциональную модель задачи, не прибегая к помощи программистов. В познавательном плане это чрезвычайно существенно: снимается "разделение труда" между конкретным специалистом, с одной стороны, и математиком либо профессиональным программистом, с другой: -преодолевается барьер, отделяющий "обычного" человека от информационной техники.

В шестом параграфе - "Вазовые конструкции логико-языковых средств" - показывается, что языковые средства САПйО ориентированы на обеспечение потребностей пользователей на есзх этапах реализации и эксплуатации задачи. Язык ориентирован, с одной стороны, иа расчленение (декомпозицию) задачи в соответствии с ее вычислительной и логической схемами на ряд достаточно простых компонентов -выбор таких компонентов производится человеком на этапе спредэле-

ния необходимых видов расчетов и их взаимосвязей (стадия постановка). Вместе с тем языковые средства системы предоставляют достаточно широкие возможности для последующего объединения (композиции) элементарных компонентов в единое целое. С этой точки зрения ыожно сказать, что данный комплекс языковых средств в известной мере отражает логику мышления человека - постановщика задачи на различных стадиях ее решения.

При разработке языковых средств системы последовательно проводился принцип агрегирования операторов с тем, чтобы операции, наиболее часто встречающиеся в задачах АСУ, выполнялись с помощью по возможности меньшего числа операторов. Кроме того язык имеет специальный аппарат агрегирования формул на базе словарей, применение которого также способствует уменьшению усилий, затрачиваемых на запись связей между переменными и алгоритмов расчетов регулярного типа.

Основой входного языка САПИО является язык формул, ориентированный на описание информационных и функциональных моделей задач. Каждая формула описывает способ получения одного производного показателя. Как показывает проведенный нами анализ, большинство БзаимосвязеЙ, используемых з методиках расчета технико-экономических показателей, являются функциями, которые выражаются с помощью основных ар1флетических и логических операций. Это отражено в синтаксисе операторов, входящих в состав языкоеых средств системы, к z перечне используемых арифметических и логических операций.

. Ваяную роль играют з САПИО формирование и обработка словарной бази. Используемые словари можно разделить на предназначенные для обслуживания процесса неформализованного диалога (расшифровка запросов и директив, управление процессом решения задач); на словари управления выводом информации, содержащие текстовую часть строк выходной формы (наименования показателей или объектов управления, шифры строк, единицы измерения и т.д.); на вспомогательные словари, которые используются в операторах и конструкциях языка, передающих ин?.рмационно-логические ш расчетные связи; последняя категория - это словарная база данных доя хранения и цифрового кодирования символьной информация. В некоторых случаях запись полках словарей оказывается громоздкой и трудоемкой; вместе с тем они часто имеют регулярную структуру и поэтому могут быть сфоржфованы автоматически. Поэтоыу язык предусматривает специальные средства генерации словарей.

. В седьмом, параграфе - "Описание информационно-семантических связей" - показывается, что описание семантических связей языковыми средствами САПИО ориентировано на обеспечение двух основных функций стадии реализации задачи: формирования логической и физической структур базы данных и алгоритмизации процедур догико- ■ арифметической обработки хранящейся в ней информации.

Входной язык базируется на едином виде формул с использованием достаточно широкого набора укрупненных арифметических и логических операторов. Средства языка унифицированы в том смысле, что отсутствует синтаксическое различие между формами записи лнфориадаок-но-структурных и расчетных зависимостей показателей задачи. Здесь под информационно-структурными зависимостями понимаются связи между показателями, определяющие логическую структуру базы данных. Расчетные зависимости (включая логические условия и выполнение тех или иных расчетов по результатам вычисления их значений) отражают ■алгоритмы, вычисления выходных показателей. Следует отметить, что одна и та же формула на различных этапах работы системы может рассматриваться (если это оправдано) как в качестве информационно-структурной, так и в качестве расчетной зависимости.

Во входном языке системы предусмотрена возможность многократного использования одной или нескольких формул с частичной ш® полной модификацией входящих в эти формулы I дентнфикаторов - автоматическая генерация новых формул. Кроме того, при тиражировании формул возможно их частичное видоизменение, заключающееся з замене некоторых идекалфикаторов константой, равной кулю, к тем саыыа "удаление" их из формул (в случае аддитивных операций).

Третья глава - "Роль ЭВМ в расширении возможностей познания и практики" - состоит из шести параграфов.

В первом параграфе - "Взаимодействие человека и ЭВМ: .тогяза, аргументация, эвристика" - выясняются различия и сходство между коммуникацией людей и "общением" человека с ЭВМ. Анализ ведется с точки зрения логики, научного познания и эвристики.

Большинство разработчиков автоматизированных систем человеко-машинного диалога считают, что образцом для кжс должка служить коммуникация между людьми; предполагается, что успех на этом путс может быть достигнут путем расширения языковых а познавательных возможностей информационных систем. Такой подход имеет право на существование, но, представляется диссертанту, для практсческкг реализаций в качестве основного (и тем более единственного) он не подходит. Его методологическая слабость состоит в том. что он

как бы уравнивает возможности человеха и машины. Но ведь машина имеет другие ограничения, чем человек, и только при учете этих ограничений может быть создана такая автоматизированная система диалога, объем функций которой будет иметь достаточную теоретическую и практическую основу.

Информационная технология не обладает многими средствами выражения, к которым прибегают люди в процессе общения. Но техника е некотором роде может "подражать" человеку. Так. отдельные элементы запросов на естественном языке когут быть заменены графическими ели формальными языковыми элементами. Особый интерес представляют те системы, в которых используется ограниченный естественный язык б сочетании с формальным языком ввода и хранения информации.

При включении ЭВМ в процесс коммуникации возникает новая ситуация, хотя ее "шаблоны" в известном смысле были и раньше. Естественный язык в свое время приспособился к условиям коммуникации путем переписки, и языки устный, разговорный, с одной стороны, и письменный (литературный, деловой), с другой стороны, разошлись. Нечто подобное произошло после появления телефона, и нет оснований считать, что этого не случится применительно к общению человека с ЭВМ шш друг с другом с помощью ЭВМ.

Учет особенностей аппаратной я программной частей информационного комплекса, задействованного в диалоге, - только один воздействующий фактор. Другим вазным фактором является человек, влияние которого на эффективность автоматизированной системы управления либо исследования, ведущегося в режиме диалога, обусловлено рядом обстоятельств. Только пользователь по-настоящему знает тонкости тех задач, которые он хотел бы реализовать. Кроме того, практика показала, что пользователи в своей сфере гораздо "сообразительнее", чем это предполагали разработчики информационных систем, а подчас в применении-ЭВМ они изобретательнее программистов. Большие надежды возлагаются на привлечение к разработке самих информационных систем конкретных специалистов, что связано с ответственность» решеки» о рациональном использовании ресурсов информационной техники н отборе задач, признаваемых наиболее эффективными. Все -это ксяет значительно сократить сроки проектирования диалоговых систем.

Основные позитивные изменения в сфере обработки данных, вызываемые распространением диалоговых систем, должно состоять в то«? что специалисты смогут обрабатывать на ЭВМ не менее 50% кн-скдайдап без привлечения программистов.Для осуществления такого

замысла придется создать специальное программное обеспечение и средства диалога, при а<.:<ощи которых конкретные специалисты могли бы быстро вносить изменения в ход решения задач. Это влечет за собой изменение труда системного аналитика (постановщика задач): он должен в возрастающей степени брать на себя роль консультанта, помогающего пользователям, показывающего новые возможности системы, эффективные методы решения и способы использования системы в режиме диалога.

Здесь возникает важная проблема предпосылок успешной организации диалогического компьютерно-человеческого взаимодействия. Психологи, социологи и логики сформулировали серив требований, соблюдение которых необходимо либо удобно для успеха общения между людьми. Эти требования нередко называют постулатами интеллектуальной коммуникации^". Приведем некоторые из них: I) коммуниканты должны иметь некоторый общий запас знаний (не говоря уже о средствах языкового общения); 2) сообщение, передаваемое коммуникантом, должно быть осмысленным, непротиворечивым и содержащим новое знание; 3) необходимо обеспечить' корректность вопросов (т.е. истинность суждения, входящего в него в качестве предпосылки) и однозначность ответов, а также выполнимость повелительных предложений (императивов); 4) коммуниканты должны уметь устранять любые неясности, имевшиеся -э их сообщениях; 5) следует реализовать условие достаточной ясмфортности общения: темпоритм (соотношение длин пауз и сообщений, чередование вопросов, ответов и разъяснений) должен быть удобен для общающихся, а форма обшения - исключать нанесение обида партнеру.

Очевидно, что эти постулаты нельзя механически перенести на человеко-машинный диалог, хотя для них имеются "компьютерные аналоги". Так, совершенно очевидным является следующий аналог постулата 2: информация в базе диалоговой системы должна быть верной, достаточно полной и точной и не содержать противоречий; ответы на запросы пользователей должны нести им новые знания. Система должна порождать корректные вопросы и выдавать однозначные ответы. 3 сзсгз очередь, язык обшения с машиной должен по возможности исключить некорректность человеческих запросов и пользовательских ремарок (аналог постулата 3). 3 других случаях акалогчя становится более отпа-

л8нн0й.

Кибернетика в гуманитарных науках. И«« 1973. Гл.4, Раздал "Семиотика культура и искусства".

Отлеткм дальнейшие требования, предъявляемые к диалогическим информационным системам. Прелсде всего средства установления контакта пользователя с ЭВМ должны быть простыми, естественными (ср. постулат I) и понятными. Для начала диалога пользователю достаточно располагать знаниями, касающимися конкретной задачи, которую он хочет решить (ср. тот же постулат). Диалог должен избавить пользователя от запоминания ненужной информации - мнемоники (хранения в памяти форматов или последовательностей входных данных). В ходе диалога следует исключить ситуации, когда пользователь не знает, что ему делать дальше (специфически "компьютерный" постулат - в межчеловеческом общении личность обычно находит выход). Организация диалога должна предоставлять пользователю возможность исправлять любые ошибки, вернуться в точку возникновения сбоя. Время ответа системы на запрос должно быть минимальным, чтобы не раздражать пользователя (ср. постулат 5). Программное обеспечение должно иметь развитые функции помощи, разъясняющие пользователю его ошибки и поясняющие возможности дальнейшего ведения диалога (аналог постулата 4). Программная система должна быть самообслуживающейся, иметь инструкции,, выдаваемые ЭВМ на тот же терминал, через который пользователь общается с системой (ср. постулат I). Наконец, необходимо чтобы конечный пользователь мог быстро освоить систему к получать нужные результаты.

Во. втором параграфе!..-. "Процесс компьютеризации познания и практики: значение его изучения" - обосновывается роль компьютеризации в расширении возможностей человека для познания и практики.

При традиционном, сложившемся в период становления кибернетики подходе, с ЭВМ работают не "конечные пользователи" - специалисты в той или иной "внемашинной" области, а лица, профессионально подготовленные для этой деятельности (программисты). Обычно они недостаточно владеют материалом, определяющим постановку задачи. Неудивительно, что часто после нескольких лет напряженной работы специалисты в конкретной области не получают желаемого результата. Возникает необходимость срочно внести в разработку соответствующие азманания. Но ято не всегда удается, поскольку детальные процедуры, разработанные проектировщиками, описываются в многотомной документации и время внесения в нее изменений оказывается сопоставимым с ераменем разработки новой задачи. Возникает замкнутый круг: требования пользователей должна быть выполнены в соответствии с их пониманием задачи до начала ее реализации, но сделать это практически невозможно, уточнение де исходной постановки проблемы сводится прак-

тиче'ски к новой разработке. Такая коллизия свидетельствует о неправильном разделении труда между двумя категориями специалистов, использующих информационную технологию: программистами и конкретными специалистами. Ее можно назвать коллизией понимания - непонимания.

Аналогичное положение возникает и в автоматизированных системах управления вследствие изменения внешних условий их функционирования. Система не успевает перестраиваться в соответствии с изменениями среда. Возникает ситуация, которую можно назвать коллизией неизменного - меняющегося.

Обе коллизии представляют собой определенный вид диалектического противоречия в познавательной и практической деятельности человека, вооруженного средствами информатики. И как любые противоречия, они снимаются введением в "коллизирующую" систему движения в 'некоторой его специфической форме, реализующей активность познающей личности и человеческих коллективов. Этой формой как раз й является непосредственный диалог конкретного специалиста с информационной системой - новая форма познавательной деятельности, рожденная прогрессом кибернетики и ЗВМ. Конкретный специалист непосредственно участвует в проектировании системы и создании соответствующего технического комплекса и программного аппарата, которые позволяют приспособить ЭВМ к его запросам. Развитие информационной технологии делает "рядового" субъекта познания "пользователем ЭВМ", не разбирающимся в работе ни информационной техники, ни ее математического, _логического и лингвистическогообеспечения.

Развитию современных технических средств, используегягх для расширения знания, присуща тенденция "очеловечения" взаимодействия между машиной и потребителем. Тенденция эта выражается, в частности, в непосредственном переводе сообщений человеческого языка на язык, "понятный" машине - алгоритмический, программный Сна входе информационной системы), а языка машины - на естественный, человеческий (на выходе). Общение специалистов с ЭВМ будет все более происходит! не на формализованном языке, а с помощью обычных разговорных язкео вых средств. Использование таких средств в системе "человек - сВ1Г позволяет снять значительную часть негативной эмоциональной нагрузки, вызванной необходимостью овладевать навыками работа с непривычной техникой. Субъект познания становится более "раскованным"; он не только опирается в своих "человеко-машинных" решениях на объективно-истинные знания и установленные закономерности изучаемого ли-

бо управляемого процесса, ко и мобилизует собственный опыт, привлекает интуицию, прогнозируя и оценивая развитие событий. Современная информационная технология позволяет на этом пути получать в результате диалога с ЭВМ не жесткие, а "гибкие" решения.

М.С.Горбачев на УХ/11 съезде КПСС подчеркнул, что "жизнеспособны лшь те научные направления, которые идут от практики и возвращаются к ней, обогащенные глубокими обобщениями и дельными рекомендациями"^. Наличие достаточно полной и достоверной информации - необходимое условие принятия жизнеспособных эффективных решений в управленческой и научной сферах. Но достоверная ■ информация как овеществленное знание, будучи одним из важнейших ресурсов организации человеческой деятельности, в свою очередь подлежит управлению: процессы накопления, распределения и хранения, передачи и использования информации должны быть целенаправленными. Ведь сам человек действует целенаправленно, осуществляя анализ поступающей информации и принимая решение, т.е. вырабатывает управляющую, командную информацию.

Надо отметить, что при работе со значительными объемами информации неизбежно ее динамическое агрегирование, но это объединение "единиц знаний" порождает элемент неопределенности, который может быть преодолен лишь в режиме активного диалога специалиста с системой, когда пользователь знает, что ему требуется от системы и как получить требуемое. Это - одно из проявлений активности субъекта, служащее ослаблению аспекта субъективности а человеческой "решающей" деятельности. Другое проявление состоит в том, что само динамическое (в процессе принятия решения) информационное агрегирование предполагает со стороны субъекта определенных форы активности: все особенности обращения к системе-за нужной информацией невозможно предусмотреть заранее, к человеческая инициатива здесь неизбежна. Так, ■работа по решению задачи в режиме "вопрос - ответ" требует механизма расшифровки запросов различного вида, который ш проектировщик системы, ни специалист-программист" не в состоянии заранее предвидеть.

В ответе на вопрос человека система на базе ЭВМ обычно выдает буквально" то, что фигурировало & его запросе. В действительности ае ее ответ ыожет нэ соответствовать истинной потребности субъекта

^ Ц.С.Горбачев. Политический доклад Центрального Комитета КПСС ХХУП съезду Комм^исткчесной партии Советского Союза, - М., 1986; с.85.

познания. Теоретически эту проблему можно описать в терминах аппарата размытых (нечетких) множеств, введенного Л.А.Заде. Такими неточными утверждениями нередко оперирует пользователь во время диалога с базами данных, стремясь к достижению полноты и точности информационного поиска.

Если вопрос неточен, то в ответе происходит потеря информации. Поняв это, пользователь может модифицировать запрос, сузив его и тем самым повысив точность, либо расширив вопрос и этим увеличив полноту охвата темы. Процесс повторяется до получения удовлетворительных результатов.

Одним из путей достижения приемлемых показателей полноты и точности знания в условиях современной информационной технологии выступает диалоговый поиск. В нем проявляются две формы познавательной деятельности, свойственные человеку: последовательная и одновременная. Процессы первой формы познания линейны и состоят из логических переходов, которые один за другим развертываются во времени. Процессы второй формы отличаются локализацией объектов позна-кия в пространстве и характеризуются параллельной обработкой данных. Последовательные процессы "разыгрываются" з тех случаях, ког-человек сталкивается с упорядоченным набором событий, а одноврв-ленные параллельные процессы необходимы при сравнении различных объектов, например различных результатов поиска. Именно одноврекен-тые процессы обеспечивают синтез отдельных частей в единое целое, гго наиболее существенно при итеративном поиске. Но возможности пх )граничены. Можно сказать, что независимо от индивидуальных способ-гостей особенности человеческой памяти к обработки информации чело-¡еком таковы, что исключают почти все одновременные операции, кроме гоостейшего анализа. Оценивая ответ, выданный информационной системой, пользователь, как правило, не в состоянии хранить в своем соз-ании все документы, фигурировавшие в предадущейТыдачё/ Поэтому резвычайно важно обеспечить ему подачу избыточной инйормащш. В гом случае весьма эффективно пространственное представление дан-лх, так как оно способствует развертывания "одновременных" иозка-1тельных процессов.

В третьем параграфе - "Интеллектуальный интерфейс человек-мата" - обосновывается необходимость разработки эффективного интереса пользователь - компьютер.

Интеллектуальный интерфейс предназначен для организации гибко-| человеко-машинного взаимодействия и отвечает за создание "дру-ственной", для неподготовленного пользователя, обстановка при об-

щенав с ЭВМ: он должен быть лабкльно-адалгируемым к специалистам, которые обладают различными исследовательскими потребностями.

В диссертации показывается, что разработка гибкого интерфейса "человек-компьютер" - сложная проблема. Действующие автоматизированные информационные системы способны точно отвечать только на простые вопросы, и диалог подразумевает весьма ограниченный естественный язык. В случае неясности система может предложить уточнить запрос, но не "поймет" ответа, если он не будет четким. В этом состоит основное различие между функционированием существующих систем человеко-машинного взаимодействия и диалогом, происходящим между людьми; преодоление отого различия - в той мере, в -.акой это вообще возможно, - есть одна из важнейших задач создания подлинно интеллектуального интерфейса.

В современных диалоговых системах поиск решения обычно представляет собой итеративный процесс, на каждом шаге которого обрабатывается запрос ш выборочно просматривается машинная выдача, причем пойся обычно ведет не человек, а интерфейс - посредник между специалистом в данной области знания или деятельности и компьютером. В диссертации рассмотрена классификация видов запросов, с которыми чаще всего обращаются пользователи к автоматизированным информационным системам.

В^диссертации показано, что структура интерфейса может быть охарактеризована следующим образом: (I) конечный пользователь осознает потребность в некоторой информации, (2) выражает потребность а аяде запроса, (3) самостоятельна уточняет запрос, (4) переводит aro в форму, "понятную" для базы знаний, (5) система производит пробный поиск, (б) результаты поиска оцениваются пользователем и, веда нужно, запрос модифицируется (этапы (4)-(6) повторяются столько раз, сколько нужно дня получения удовлетворительного результата), (7) окончательный результат тестируется на соответствие информационной потребности пользователя.

Работая с системой в режиме диалога, человек непосредстве®» участвует как в формировании программы решения задачи, так и в ее выполнении. На этапе формирования интерфейс должен обеспечивать конечному пользователю средства для самостоятельного построения црог-paisi аз программных компонентов. Состав компонентов должен быть от-ерэт для обогащения. того интерфейс должен быть организован

вав, чтобы система в ответ на требование пользователя "объясняла" свои действия е указывала сеой возможности; она также должна "уметь* запразггаать человека о том, что ей "на ясно".

. На этапе выполнения программы интерфейс должен обеспечивать пользователя сведениями о его ошибках и помогать в их устранения; он должен содействовать верному построению запросов, должен ставать человека в известность о причинах, по которым его запрос не может быть удовлетворен, и т.д. Здесь фактически исчезают границы между формированием программы для решения задач определенного типа а для изменения программы, поскольку корректировку програшы можно осуществлять в ходе решения задачи и, более того, менять условия последней.

В задачах диалогового поиска часто используется прием разделения запросов на подзапросы; это - расчленение некоторой общей целя на подцэли, которые непосредственно легче достижимы, нежели общая цель. Общие цели - цели высшего уровня - естественным образом выдвигающиеся в первую очередь, затем происходит формирование подделей, соответствующих подзадачам, т.е. задачам более низкого уровня. Одновременно с определением возникающей на этом пути системы задач выбирается последовательность работ, которые необходимы для их решения, для достижения голи высшего уровня.

В четвертом параграфе - "Человеко-машинная система с использованием естественного языка* - проанализированы особенности разных информационных систем, допускающих использование естественного.языка. В нем обоснована необходимость двух основных стадий организации диалога. Первая стадия заключается в построении соответствующей предметной области; вторая есть собственно работа в диалоговых режимах (формализованном и неформализованном).

В диссертации раскрываются как положительные, так и отрицатель» ные стороны использования естественного языка для общения человека с ЭВМ.

Положительные стороны состоят в том, что на разговорном языке

можно выражать мысли, не очень заботясь об их "стандартизированных" выражениях. Естественный язык обладает мощными синтаксическими средствами, что позволяет пользователю строить сообщения о сложных событиях и фактах. При этом практически полностью устраняется психологический барьер, который приходится преодолевать конкретному специалисту, осваивающему работу на ЭВМ с помощь» обычных алгоритмических языков, и за пультом терминала он чувствует себя более уверенно. Человек в этом случае органически включен в автоматизированный познавательный процесс, и если ЭВМ "не понимает* смысл его запроса, то он модифицирует его или переходит к другим запросам.

Что касается отрицательных сторон, то надо отметить следующее: любая информационная система в обозримом будущем будет накладывать определенные ограничения на использование синтаксиса в словарного состава естественного языка. Удержание в памяти этих ограничений представляет для пользователя-непрограммиста определенные трудности. Для специалистов в области информатики затруднительно говорить о преимуществах естественного языка перед алгоритмическими, можно лезть выделить его "недостатки": неточность и многословность.

Обмен информацией между людьми с поморью естественного языка характеризуется большим числом мелких языковых ошибок, которые при общении с машиной могут привести даже я "взаимному непониманию". Общаясь с кашиной на естественном языке, человек может пытаться запросить информации, которая отсутствует в ее памятк либо не может бить ему ведана, так как в нее не заложен алгоритм решения задачи, порождающий такую информацию. Может также случиться, что пользователь будет нарушать естественное требование осмысленности (либо разумной точности) своих запросов. Сталкиваясь с подобными ситуациями, система должна располагать средствами постановки вопросов. Важное значение имеет изучение,деловой прозы. По характеристике А.П.Ершова^ это, с одной сторона, лингвистическое выражение отношений людей в практической в конкретно-познавательной сферах, а с другой сторону» свстена, сохраняющая многие свойства естественного языка.

"Научить" мазину понамать естественные языки в делом - на сегодня занятна калоперспелтивное. Другое дело - возможность "научить" калину полностью понимать и воспринимать деловую прозу. Эта задача вполне реальна,. так как данный фрагмент естественного языка, наг справедливо подчзркнул А.П.Ершов, всегда так или иначе формализован.

В пятой параграфа - "Интерпретация диалога как проблема теории управления и теории аргументации" - описываются черты неформализованного диалога, который вместе со средства»! формализованного общения позволяет с пеыощкв систем типа САШО решать задачи управления достаточно широкого класса. Практически на лззбом этапе решения задачи вмешательство конкретного специалиста реализуется средствами ограниченного естественного языка, т.е. в форме, не требующей сдеця-альной подготовки.__________.___

* А.П.Ершов. Методологические предпосылки продуктивного диалога С ЭВМ. "Вопросы философии", 1981, » 8.

В параграфе выявлены основные черты программы-интерпретатора такого неформализованного диалога. Интерпретатор осуществляет перевод неформальных запросов и директив, сформулированных на ограниченном естественном языке некоторой предметной области, на язык формул и операторов системы с целью их автоматизированной обработки.

Основные этапы работы интерпретатора носят логический и семиотический характер. Они имеют следующий вид: а) Расчлененке запроса или директивы на смысловыражающие "единицы", б) Синтаксическая обработка выделенных единиц, в) Формализация глементарных синтаксических конструкций. Различаются конструкции четырех видов: компонента идентификаторов признаков (показателей), которые состоят, каждая, из трех элементарных синтаксических конструкций; операций (слов, входящих в словарь операций); ключевых слов, указывающих на применение массовых операций; наконец, арифметических констант, г) Анализ ría полноту запроса или директивы и составление соответствующих формул. В ходе составления формул выполняется логический анализ имеющегося набора конструкций на полноту и непротиворечивость, т.е. на возможность однозначного составления формул. В случае обнаружения неполноты или противоречия в исходной информации система обращается за "помощью" к пользователю. Если же запрос или директива формализованы, они выполняются системой, и пользователю выдается соответствующее сообщение, а после реализации запроса или директивы - результаты расчетов или корректировок.

. Таким образом функции программы-интерпретатора достаточно сложны; предусмотренные в них возможности позволяют организовать содержательный диалог конкретного специалиста с системой - носителем знаний об определенной предметной области и обеспечить практически при-змлемый процесс решения задач. Отметим, что поскольку процесс формализации запросов и директив на ряде этапов имеет эвристический характер, возможны случаи ошибочной интерпретации запросов и директив. Однако, имеющийся в составе системы аппарат обучения позволяет видоизменять ее словарную часть и устранять подобные ошибки. Это свойство диалоговых систем по иере их совершенствования будет усиливаться, так как их развитие идет по линии снижения требований к конкретному специалисту. В перспективе для человека будет достаточно уметь четко сформулировать задачу и обладать" общими знаниями в возможностях данной ЭВМ.

В параграфе подробно изучаются две основные стадии организации диалога (создание предметной области ж собственно работа з диалоговом режиме) я показывается, что первая из наг имеет аре дв ас иге ль дай

характер. Она включает построение информационной базы, описывающей данную область, и набор задач, которые можно решать в применении к ней. Поскольку на этой стадии происходит разработка совокупности словарей (используемых на второй стадии), диалог позволяет пополнять и изменять словари, расширяя возможности работы с предметной областью, эту процедуру можно трактовать в качестве обучения как информационной системы, так и пользователя-человека работе с предметной областью.

Вторая стадия диалога еще более примечательна в гносеологическом плане. Диалог начинается с вопроса, который система адресует пользователю - "Укажите базу данных", и вывода на экран дисплея всех наименований баз, имеющихся в системе; далее система запрр^ивает человека о типе нужного ему информационного обслуживания. Конкретный специалист выбирает один из шести возможных типов (вопрос, расчет, изменение, обучение, решение, печать). Следует подчеркнуть особую роль специфического системного "квантора общности". Если в запросе или задании на расчет встречается подобное кванторное слово, то система выполняет "групповые" директивы, т.е. обрабатывает желаемый массив информации.

В шестом параграфе - "Обучение как необходимое звено интеллектуального интерфейса" - показывается возможность "обучения" ЭВМ аналогам некоторых методов мышления, таких как логическое рассуждение, индукция, аналогия.

В диссертации предлагаются методы представления и обработки знаний об особенностях игры (касающихся, в частности, опытов "игр с противником", или "учителем®, проведенных автором), автоматической обработки их знаний и синтеза требуемых стратегий. Показано, кал эта методы "вписываются" в методологию искусственного интеллекта.• Ыодзлированне игр ка ЭВМ - это зашшй частный случай модельного представления определенных фужций мыслительной деятельности. Решение многих интеллектуальных задач при помощи ыаагин немыслимо, если наая-на лишена способности "научения", "накопления опыта", "перекоса опыта" на другие, ранее нэ встречавшиеся ситуации.

В работе подчеркивается важность того, чтобы в пнформационнэ-вычислительном комплексе, накапливались знания о тех, кто с ними работает. Знания эти, разумеется, по необходимости, достаточко "узки" -касаются круга задач, которые решает на ЭВМ данный специалист, а также "стиля" его общения с системой (уценке формулировать запросы, уточнять их, менять постановку задач и т.п.); "модель пользователя" должна служить системе для скорейшей настройки и более эффективного взаимодействия с данным конечным пользователем.

. 3 заключении сформулированы полученные диссертантом основные результаты. Отмечено, что в диссертации:

- вырабитан концептуально-методологический подход к созданию систем "челсвет-машина", позволяющих резко расширить круг субъектов . познания, обращающихся к интеллектуальному интерфейсу для накопления и синтеза знаний, которые могут уточняться И расширяться;

- показано, что применение специалистами информационных средств требует двуаспектного использования человеческого фактора: человек выступает как эксперт при экспликации имплицитных представлений и как субъект при оценке ситуаций, возникающих в ходе машинно-обеспеченного познавательного проьрсса;

- рялрабстана методика настройки базы знаний на любую предметную область без изменения интеллектуального интерфейса. Эта методика особенно эффективна при работе со слабо формализованными предметными об* ластями;

- предложена методология "покрытия" исследуемой предметной области проблемными задачами, которая дает возможность производить интеграцию различных информационных баз;

- раскрыты основные компоненты структурирования и логического упорядочения взаимодействия человеческого фактора - пользователя с информационной системой, ориентированной на уяснение логической сути задачи к характера искомой структуры аргумент.-цин; показано, в чем :остсит логическая сущность анализа и подтверждения используемых фактов в ходе диалогического аргумент «.тканого процесса;

- выработаны к-вые метода принятая решений в человеко-машинных :истемах, адекватные когнитивным я иным аспектам процесса отображе-«я внешнего мира человеком а его воздействия на внешний мир;

- раскрываются такие стороны интеллектуального интерфейса, кс~ ■орые дают возможность синтезировать стратегии решения сложных задач: 1бстрагярование, обобщение и классификация имеющихся данных, внявле-!ие предпочтительных стратегий, исключающих неопределенные ситуации

I дающих возможность минимизации риска при принятии решений;

- почаэано, что на всех этапах решения задач в интерфейсных сис-■емах наличествуют обосновывающие умозаключения, аргументативный ап-:арат логики, дающий возможность использования диалогической сргани-ации в познании и управленческой деятельности;

- предлагается "человеко-машинная" система•САПЙО, дающая зозмож-всть эффективного использования опыта специалистов, относяиегося к юрмулировке и решению задач, автоматизировать весь прогдасс лгюхсжде-ня. задач, управлять ходом их решения задач. Умозаключения, получаю-

ижся ппи. функционировании системы, сопровождаются комментариями, дапшзккя работу системы понятной для субъекта познания.

В заключении также сформулированы возможные перспективы даль-шйлей разработки темы.

Перечень основных публикаций, отражающих содержание диссертационной работы:

Г» Человек, ЭВМ, знание. - Ереван: Айастан, 1987, -250 с.

2- Некоторые вопросы создания системы "человек-машина". - Ере-шйг Айастан, 1985, -124 с.

3. С некоторых методах автоматического синтеза позицисньых стратегий в играх. - Б кн.: Проблемы кибернетики, вып. 19, - ?<!.: Яияматгиз, 1957, -35 с. (в соавторстве).

4- Сб автоматическом поиске тактики в некоторых играх. Труда W Международной объединенной конференции по искусственному интеллекту. - М., АК СССР, 1975, -9 с. (в соавторстве).

5. Некоторые вопросы взаимоотношения человеческого и машинного «нале юнг. - Известия АН АрмССР, - Ереван, 1976, $ I, -7 с. (на арм. яз.-..) •

6. Метод целенаправленного формирования классов ситуаций. - Тех ивпвская кибернетика. Известия АН СССР, - М., 1980, F 2, -8с. (в соавторстве).

7. Использование языка формул для формирования базы данных к реггению информационно-логических задач. - 3 кн.: Автоматизация проектирования систем управления. - М.: Финансы к статистика, 1981, вкп.З. -Ю с. (е соавторстве).

8. Система автоматизированного создания баз данных дяя решения задач, - Техническая ьиберн^.ика, Известия АН СССР, - М., 1985, S I. -8с. Св соавторстве).

9. Сб одном методе интеграции баз данных. - Техническая кибер-кегиха, Известия АН СССР, - М., I9S5, S 5, -7 с, (в соавторстве).

10. Информационнее взаимодействие человека с ЭВМ как проблема гносеологии к теории управления. - Философские науки, М.: Высшая яхела, 1985, £ 4, -9с.

11. О роли экспертных систем в дознании. - Философские науки, У.: Выслал -.челн, 1907, £ 7, -7 с.

Подписано а печать 8.10.87г. Заказ £ 2203

Объем J.9 печ.л._ Тиоая ICO экз. __

Отпечатано ГУА. Моск.обл., Раменсний р-н., пос.Ильинское, ул.Пролетарская, 49